Способ нанесения органической неподвижной фазы на внутреннюю поверхность капиллярной хроматографической колонки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 03. 81(21) 32)6273/23-26 (5I)M. Кл.

В 01 J 20/22 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

3Ьеударстеенный коинтет

СССР ао делам изобретений н открытий

Опубликовано 23. 10.82. Бюллетень № 39 (%) ygK 661. 183. .12(088.8) Дата опубликования описания 23. 10.82 и

С. М. Волков, В. М. Горяев, В. И. Аникеев Й- В. В. Вашук

fi

Белорусский государственный институт народного"хозяйства им. В. В. Куйбышева

« (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ НЕПОДВИЖНОЙ ФАЗЫ

НА ВНУТРЕНН00 ПОВЕРХНОСТЬ КАПИЛЛЯРНОЙ

ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ КОЛОНКИ

Изобретение относится к капиллярной газовой хроматографии, конкретно к способам подготовки капиллярных коло" нок к анализу, и может быть использовано при нанесении неподвижной ор5 ганической фазы на поверхность хроматографических колонок.

Известен статический метод нанесения неподвижной фазы путем запол-, нения колонки раствором неподвижной 1о фазы и испарения растворителя при повышенной температуре или пониженном давлении (1J

Таким методом можно получить однородное и равномерное покрытие стенок 1s колонки, однако он очень трудоемок и сложен в исполнении.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ нанесения органической неподвижной фазы на внутреннюю поверхность капиллярной колонки, включающий пропускание через последнюю раствора неподвижной фазы в органическом растворителе под давлением инертного газа с постепенным его снижением до атмосферного для обеспечения оптимальной линейной скорости движения раствора и последующей сушкой образовавшейся на стенках пленки в токе инертного газа, По данному способу внутреннюю поверхность колонки смачивают путем пропускания через нее определенного обьема неподвийной фазы постепенно, снижая давление инертного газа на входе колонки 0,01-0,03 МПа, таким образом, чтобы обеспечить постоянную оптимальную скорость движения раствора (1,2- 1,8 м/мин), после чего через

: нее пропускают инертный газ, удаляя органический растворитель j 2 ).

Недостатком данного способа является относительно невысокая разделяющая способность полученных по нему колонок, которая не поевышает 603 от

67550 4

I - длина столба жидкой фазы в колонке при максималь1 ном давлении на выходе из колонки м

S — оптимальная линейная ско" опт рость движения жидкой фазы по колонке, равная 1,21,8 м/мин.

Процесс нанесения длится 20-60 мин

Р при этом на стенках колонки наблю, дается, появление тонкой, равномерной, пленки неподвижной фазы. Затем колонку разгерметизируют и сушат в токе инертного газа, например гелия. Пос15 ле сушки и кондиционирования. она полностью готова к работе.

ll р и м е р 1. Стеклянную капиллярную колонку длиной 50 м, внутренним диаметром 0,3 мм промывают, высушивают и запаивают один из ее концов в пламени микрогорелки. Нанесение неподвижной фазы (Я раствор "Апиезон К" в хлороформе) осуществляют путем создания давления в герметичной системе 1 МПа. При достижении такого давления раствор неподвижной фазы заполнил 45 м колонт ки. В соответствии с приведенной выше формулой скорость снижения давления, необходимую для обеспечения линейной скорости движения жидкости по капилляру (1,2 м/мин), составляет

0,029 M0a/мин. Постепенно с помощью обычного игольчатого вентиля, снижая с данной скоростью давление в системе, наносят равномерный слой промежуточного слоя. Процесс нанесения слоя продолжается 50 мин, причем визуально наблюдают равномерное

I движение пробки жидкости по капилляру.

На стенках колонки наблюдается появ45

3 9 теоретически достижимой, а также неравномерность покрытий., Целью изобретения является повышение разделяющей способности нанесенной фазы и равномерности получившегося покрытия.

Поставленная цель достигается согласно способу нанесения органической неподвижной фазы на внутреннюю поверхность капиллярной,хроматографической колонки,, включающему заполнение герметически закрытой с одной стороны колонки под давлением

1-1,5 МПа раствором неподвижной фазы в органическом растворителе, пропускание данного раствора с постепенным снижением давления на открытом конце до атмосферного для обеспечения оптимальной линейной скорости движе.ния раствора и последующую сушку об-. разовавшейся на стенках пленки в токе инертного газа.

Технология способа состоит в сле" дующем.

Перед нанесением неподвижной фазы капиллярную колонку промывают, высушивают и герметически закрывают один из ее концов. В случае применения стеклянной колонки конец ее запаивают в пламени микрогрелки. За>ем через открытй конец под давлением сжатого газа (например азота) колон" ку заполняют раствором неподвижной

Фазы. Воздух,- заключенный в колонке. при этом сжимается в степени, пропорциональной давлению. При давлении

1-1,5 ИПа колонка заполняется более, чем на 90 объема. Применение давлений менее 1 ИПа приводит к менее полному использованию длины исходной колонки(при давлении 0,2 ИПа, „например, колонка заполняется на

503 объема, при давлении 0,5 ИПана 803 объема) .

Применение давлений более 1,5 МПана входе колонки, скорость снижения давления зависит от начального давления внутри колонки и на ее входе, а также от первоначальной длийы столба неподвижной фазы в колонке и определяется по формуле

Р ОпТ1 где Ч - скорость снижения давления на выходе из колонки, Б

МПа/мин;

P - максимальное давление на выходе из колонки, ИПа; ление тонкой, равномерной, без разрывов и капель пленки неподвижной фазы. Затем колонку разгерметизируют и сушат ее в токе гелия, Колонку присоединяют к хроматографу "Хром-42" и проверяют эффективность нанесения по додекану. В изотермическом режиме при 120 С эффективность колонки по додекану составляет 155 тыс. т.т., что соответствует высоте эквивалент-ной теоретической тарелки 0,29 мм, коэффициент распределения додекана составляет 2,5. Расчет эффективности нанесения проводят по формуле Эттре.

Для оценки равномерности и воспроизводимости процесса проводят нанесение таким же споообом на двух таких

967550 же колонках. Коэффициент вариации эффективности нанесения неподвижной фазы на указанной серии колонок не превышает 3i.

Пример 2. Проводят процесс по примеру 1, но первоначально создают давление в системе 1,5 МПа. При достижении такого давления раствор заполнил 47 м колонки. Скорость снижения давления в этом случае состав- 6 ляет 0,038 МПа/мин. . Процесс нанесения продолжается

40 мин, визуально наблюдают равномерное движение .пробки жидкости по капил ляру. Эффективность нанесения, найден- ная по примеру 1, составляет 864.Коэффициент- вариацйи эффективности. нане сения в серии из трех колонок, полученных таким способом, не превышает

43.

Пример 3. Проводят процесс по.примеру 1, при оптимальной скорости движения жидкости по капилляру

1,8 м/мин. Скорость снижения давления в этом случае составляет 2$

0,04 МПа/мин.

Процесс нанесения продолжается

25 мин, визуально наблюдают равномер. ное движение пробки жидкости по ка пилляру. Эффективность нанесения, уе найденная по примеру 1, составляет

763. Коэффициент вариации эффективности нанесения в серии из десяти коло-нок, полученных таким способом, не превышает 33.

Пример 4. Проводят процесс по примеру 3, но первоначально создают давление в системе 1,5 МПа. Скорость снижения давления в этом случае составляет 0,057 МПа/мин.

Процесс нанесения продолжается . 25 мин, визуально наблюдают равномерное движение пробки жидкости по капил ляру. Эффективность нанесения, найденная по примеру 1, составляет 74ь.

Коэффициент вариации эффективности нанесения в серии из трех колонок, полученных таким способам, не превы" шает-44.

Пример 5 Проводят процесс по примеру 2, при оптимальной скорости движения жидкости по капилляру

1,5 м/мин, .Скорость снижения давления в этом случае составляет

0,048 МПа/мин.

Процесс нанесения продолжается

31 мин, визуально наблюдают равномерное движение пробки жидкости по капилляру. Эффективность нанесения, найденная по примеру 1, составляет

823. Коэффициент вариации эффективности нанесения в серии из трех колонок, полученных таким способом, не превышает 23.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет быстро и с хорошей воспроизводимостью полу" чать высокого качества пленку неподвижной фазы на внутренней поверхности капиллярных хроматографических колонок. Эффективность нанесения, определяемая величиной разделяющей cnqсобности полученных колонок, составляет 75-86, по сравнению с 603 по известному способу.

Предлагаемый способ может найти применение в газовой хроматографии для получения высокоэффективных разделительных систем для идентификации бпизкйх по свойствам веществ. формула изобретения

1. Способ нанесения органической неподвижной фазы на внутреннюю поверхность капиллярной хроматографической колонки, включающий пропускание через последнюю раствора неподвижной фазы в органическом растворителе под давлением инертного газа с постепеннь1м его снижением до атмосферного для обеспечения оптимальной линейной скорости движения раствора и последующую сушку образовавшейся на стенках пленки в токе инертного газа, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения разделяющей способности нанесенной фазы и равномерности покрытия, перед пропусканием раствора не; подвижной фазы герметически закрытую с одной стороны колонку заполняют под давлением раствором неподвижной Фазы, а пропускание ведут путем сниже ния давления на ее открытом конце.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что заполнение колонки раствором неподвижной фазы вЕ" дут под давлением 1-1,5 МПа, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Руденко Б.Л. Капиллярная хроматография, M., "Наука", 1978, с. 83.

2. Дейкстра Г., Гоей Д. Газовая хроматография. Под ред, Д.Н. Дести, М., Иностранная литература, 1961, с. 61 (прототип).